我国迄今最大的重大科学工程上海同步辐射光源

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1、我国迄今最大的重大科学工程上海同步辐射光源简介我国迄今最大的重大科学工程--上海同步辐射光源(以下简称"上海光源")于2010年1月19日在上海通过国家验收。此举标志着中国这一性能指标达到世界一流的中能第三代同步辐射光源，正式对科研用户开放。"上海同步辐射光源"2004年12月25日破土开工，由中国科学院与上海市人民政府共同向国家申请建造，由中国科学院上海应用物理研究所承建，总投资约12亿元，我国迄今最大的大科学装置"上海同步辐射光源"。在我国，第一代同步辐射光源是"北京光源"，第二代光源是合肥国家同步辐射实验室，第三

2、代光源就是"上海光源"。"上海光源"发出的超强X光将对微观世界的认知带来一场"成像革命"--它将利用比普通X光机亮上亿倍、强百万倍的同步辐射光对物质进行微观"成像"。接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的电磁辐射，也就是同步辐射光源。从上世纪70年代起，全球建成和在建的同步辐射光源装置已有60余座。在国际上已经建成的20台第三代同步辐射光源中，"上海光源"的能量居世界第四，仅次于日本、美国、欧洲的有关设施。它还将与我国台湾地区以及日本、韩国、印度的第三代同步辐射光源一起，形成堪与美欧媲美的亚洲光源群

3、。与第二代合肥同步辐射光源相比，第三代"上海光源"其电子束发射度约4纳米弧度，二者相差近40倍，其得到的光亮度相差约1600倍(约三个量级)。"上海光源"拥有的高强度、高亮度、高稳定性等特性，可用以从事生命科学、材料科学、环境科学、医学、药学等多学科的前沿基础研究，以及微电子、石油、医疗诊断等高技术的开发应用的实验研究。以生命科学为例，生命科学已进入了后基因组时代，蛋白质科学已成为各发达国家竞相抢占的制高点。而以蛋白质结构和功能研究为主要目标的结构基因组学研究80%以上的工作需要在第三代同步辐射光源上进行。开放共享是大

4、科学装置的显著特点。"上海光源"具有建设60多条光束线的能力，届时可以同时向上百个实验站提供从红外光到硬X射线的各种同步辐射光，给用户的供光机时将超过5000小时/年。目前，首批7条光束线与实验站全部完成安装和调试，所有60多条光束线计划在未来15年内完成安装调试。"上海光源"已收到全国78所大学的301份使用申请，共计2868个机时段23000个小时。如此大规模的申请，恐怕将'上海光源'明年的机时量排进去都不够。光源简介人类文明史是利用和开发光资源的历史人类生存和发展从来就离不开对"光"的利用和开发，人类的文明史是一

5、部利用和开发"光资源"的历史。"光"是一个很大的家族，其中"可见光"只是"光家族"中的一员。光可依其波长不同，分为无线电波、微波、红外、可见光、紫外、真空紫外、软X射线、硬X射线和伽马(γ)射线等。光的波长或能量决定了它与物质的相互作用类型，如"可见光"照射人体时，会被反射到我们的眼睛，并被视网膜/视神经所感觉而"看到"人体；而当X射线光照射人体时，则会穿透过人体，并在X光底片上留下透过程度的影像纪录，医院里给病人做X光透视就是这样。光波具有衍射现象，用光探测物体或分辨两物体时，光的波长应当与物体的大小或两物体的间距相

6、近或更短。因此，天文学家要探测宇宙星球，可以选用无线电波；航空管理者要跟踪飞机，可以选用微波(雷达)。而科学家要研究比"可见光"波长更短的物体，要"看清"病毒、蛋白质分子甚至金属原子等微观物体，必须选用与这些微观物体大小相近或更短的波长的光束，来照射微观物体，利用光束在物质中的衍射、折射、散射等能够检测到的特性，或者利用光束与物体相互作用产生的光激发、光吸收、荧光、光电子发射等特性，来探究未知的微观世界。新人工光源带来人类文明的新进步光是由光源产生的，如太阳、蜡烛和电灯。其中太阳是天然光源，蜡烛和电灯是人工光源。由于可

7、利用的天然光源所产生的光仅占整个光家族的很小部分，所以人类一直在努力开发和利用各种各样的人工光源。任何一种新人工光源的发明和利用，都标志着人类文明新的进步，如伦琴发明的X射线、爱迪生发明的电灯、二次大战中发明的微波、20世纪60年代发明的激光等，都是人工光源发展史上的重大里程碑，它们都极大地促进了人类文明的进步。20世纪60年代末出现的同步辐射光源，是被誉为"神奇的光"的又一种人工光源，它在基础科学研究和高技术产业开发应用研究中都有广泛的用途。同步辐射光源的发展历史同步辐射，是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改

8、变运动方向时所产生的电磁辐射，其本质与我们日常接触的可见光和X光一样，都是电磁辐射。由于这种辐射是1947年在同步加速器上被发现的，因而被命名为同步辐射(Synchrotronradiation)。由于同步辐射造成的能量损失极大地阻碍了高能加速器能量的提高，因此在早期同步辐射被作为高能物理极力要排除的因素。后来，人们发现同步辐射具